03 марта 2016г.
В процессах водоснабжения и канализации промышленных предприятий немаловажную роль играет очистка сточных вод. Проблема полной очистки производственных сточных вод от загрязнений промышленного характера является одной из наиболее актуальных и одновременно трудно решаемых. Несмотря на огромное число отечественных и зарубежных исследований, данную проблему нельзя считать решенной. Поэтому поиск новых эффективных способов очистки промышленных сточных вод является важным.
В настоящее время всѐ больше внимания уделяется поиску новых перспективных методов очистки сточной воды, более компактных, быстро окупаемых, простых в эксплуатации. К их числу относится метод озонирования [1].
На предприятиях химической и нефтехимической промышленности в качестве сырья, промежуточных веществ и конечных продуктов достаточно широко используются различные производные ароматических соединений: фенол, бензол, толуол.
В результате технологических процессов эти соединения попадают в сточные воды. Локальную очистку сточных вод проводят, используя методы отстаивания, коагуляции и флокуляции, после чего для их окончательной доочистки направляют на биохимические очистные сооружения (БОС).
Ароматические соединения это термодинамически устойчивые системы, практически не подвергающиеся биохимическому воздействию бактерий и микроорганизмов, кроме этого они являются весьма токсичными веществами.
Указанные свойства ароматического класса углеводородов обуславливают достаточно жесткие требования по их концентрации при приеме сточных вод на биологические очистные сооружения, поэтому проблема очистки стоков от ароматических соединений на локальных промышленных установках перед биохимической доочисткой является весьма актуальной.
Целью работы является экспериментальное исследование метода очистки сточных вод от примесей ароматических соединений с использованием процесса озонирования.
Исследования проводили на лабораторной установке, состоящей из озонатора, реактора озонирования и баллона с кислородом, имеющей следующие технические характеристики:
- питающий газ - кислород технический;
- расход кислорода - 10-130 норм. л/час;
- производительность по озону - 2-5г/час;
- диапазон рабочих концентраций озона на выходе - 10-120 мг/л.
В качестве объектов исследований использовались модельные сточные воды, содержащие фенол, бензол и толуол в широком интервале исходных концентраций (от 10 до 1000 мг/л), а также реальные сточные воды промышленных предприятий.
На Рисунке 1 показаны результаты очистки модельных сточных вод от примесей фенола.
а) исходная концентрация фенола 1000 мг/л;
б) исходная концентрация фенола 100 мг/л;
в) исходная концентрация фенола 10 мг/л;
Результаты проведенных экспериментов по озонированию фенолсодержащих сточных вод показали эффективность данного метода, позволяющего снижать концентрацию фенола до величин, соответствующих требованиям биологических очистных сооружений, и как следствие возможность обеспечения рационального использования водных ресурсов и охраны их от загрязнения.
Контроль исходных и конечных концентраций фенола в воде по времени осуществляли фотоэлектрокалориметрическим методом по изменению оптической плотности сточной воды.
На Рисунках 2, 4 приведены результаты очистки модельных сточных вод от примесей бензола и толуола. Представленные опыты отличаются исходными концентрациями бензола и толуола, временем процесса и интервалом отбора проб.
Контроль исходных и конечных
концентраций бензола и толуола
проводили газохроматографическим методом.
Хроматографический контроль
процесса озонирования сточной
воды, содержащей бензол, представленный на Рисунке3,
показывает уменьшение площади пиков бензола, а так же процесс их окислительной деструкции [3].
При проведении экспериментальных исследований по очистке сточных
вод от примесей ароматических соединений озонированием использовались каталитические системы.
Использование катализаторов в процессе озонирования достаточно широко известно.
В настоящее время промышленностью выпускается большой выбор каталитических систем, в частности
оксидов металлов на твердых сорбентах (Al2O3, MoO3). Данные катализаторы используются в радикальных окислительно- восстановительных процессах, и исследовалось их применение в процессе озонирования сточных вод.
В качестве катализаторов использовались марки S-120, ГП-534,
ГП-534М, а так же отработанные катализаторы тех же марок. Наиболее эффективным показал
себя катализатор марки ГП-534М следующего состава:
тип носителя – AL2О3
массовая доля активных компонентов, % Mo O3 – 18,0 ÷ 23,0;
Ni O – 3,0 ÷ 6,0;
Р2 O5 – 2,0 ÷ 5,0;
Результаты проведенных исследований показали,
что применение метода каталитического озонирования позволяет снизить содержание основных примесей нефтепродуктов с 10-100 мг/л до 0.1-1 мг/л, что соответствует нормативным требованиям, определяющим возможность их дальнейшей биохимической доочистки
[2].
Таким образом,
результаты экспериментов показали, что озонирование является
эффективным и перспективным методом очистки
сточных вод от примесей ароматических соединений, а применение катализатора ГП-534М позволяет интенсифицировать процесс очистки.
Список литературы
1.
Драгинский В.Л.
Озонирование
в
процессах
очистки
воды/
В.Л.
Драгинский,
Л.П.Алексеева, В.Г. Самойлович М.: ДеЛи принт.
2007.
2.
Установка для очистки сточных вод: пат. 125576 Российская Федерация, МПК C 02 F 1/46 / С.В. Павлова, [и др.]; № 2012110631; заявл., 20.03.2012; опубл. 10.03.2013, Бюл. №7.
3.
Хейнс А. Методы окисления органических соединений/ А. Хейнс. М: Мир, 1988.
